基因工程知识点-超全

基因工程知识点-超全

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基因工程

一、基因工程的概念

基因工程是指按照人们的愿望，进行严格的设计，并通过体外DNA重组和转基因等技术，赋予生物以新的遗传特性，从而创造出更符合人们需要的新的生物类型和生物产品。由于基因工程是在

DNA分子水平上进行设计和施工的额，因此又叫做DNA重组技术。

二、基因工程的基本工具

1、限制性核酸内切酶-----“分子手术刀”

2、DNA连接酶-----“分子缝合针”

3、基因进入受体细胞的载体-----“分子运输车”

1 . “分子手术刀”——限制性核酸内切酶

(限制酶)

(1 )存在：主要存在于原核生物中。

(2 )特性：特异性，一种限制酶只能

识别一种特定的核苷酸序列，并且能在

特定的切点上切割DNA 分子。

(3 )切割部位：磷酸二酯键

(4 )作用：能够识别双链DNA 分子的

某种特定核苷酸序列，并且使每一条链

二酯键断开。3

中轴线两侧 将 DNA 的两

产生的是黏性末端，

而

中轴线处

切开

切制 DIM A 呂卜于时产百匸存勺两种不冋木躺 ＜饰头表示酶旳切糊」位置)

(5)识别序列的特点:

呈现碱基互补对称「无论是奇数个碱基还是偶数个碱基, 都可以找到一条中心轴线血图冲轴线两侧的双链DNA 上的碱基是反向对称重复排列的。如CG

rr rr

CG 以中心线为 CCAGG A

轴、两侧碱基互补对称； 以为轴•两侧碱基互

补

GGTCC T

对称。

中轴线

(6 )切割后末端的种类: DNA

分子经限

制酶切割产生的 DNA

片段末端通常有两

种形式 黏性末端 和平末端 。当限制酶 £■茫打

H I : 4*rc

（在G 与A C ；TT ! AAG 之冋坟J 割） ! t

I I i I

中轴线

i i

I I

CdC J GGG

Sma 1

| —

（在G 亠ft ： GE ： ； CGC

之冋切制＞

| 中铀线

CTTA A

AATTC

G

Cde GGG GGG

dCC

在它识别序列的

条链分别切开时， 当限制

酶在它识别序列的 时，产生的则是平末端。

2.“分子缝合针” 一一DNA连接酶

(1)作用：将限制酶切割下来的DNA片段拼接成DNA分子。

相同点：都连接磷酸二酯键

G[

3.分子运输车”一-体

(1)载体具备的条件：

①能在受体细胞中复制并稳定保存。

②具有一个至多个限制酶切点，供外源DNA片段插入。

③具有标记基因，供重组DNA的鉴定和选择。

(2)最常用的载体是质粒，它是一种裸露的、结构简单的、独立于细菌拟核之外，并具有自我复制能力的双链环状DNA分子。

(3)其他载体：入噬菌体的衍牛物、动植物病毒。

⑷载体的作用：

①作为运载工具，将目的基因送入受体细胞。

②在受体细胞内对目的基因进行大量复制。

【解题技巧】

(1)限制酶是一类酶，而不是一种酶。

(2)限制酶的成分为蛋白质，其作用的发挥需要适宜的理化条件，高温、强酸或强碱均易使之变性失活。

⑶在切割目的基因和载体时要求用同一种限制酶，目的是产生相同的黏性末端。

(4)获取一个目的基因需限制酶剪切两次，共产生4个黏性末端或平末端。

(5)不同DNA分子用同一种限制酶切割产生的黏性末端都相同，同一个DNA分子用不同的限制酶

切割，产生的黏性末端一般不相同。

(6)限制酶切割位点应位于标记基因之外，不能破坏标记基因，以便于进行检测。

(7)基因工程中的载体与细胞膜上物质运输的载体不同。基因工程中的载体是DNA分子，能将目的

基因导入受体细胞内；膜载体是蛋白质，与细胞膜的通透性有关。

(8)基因工程中有3种工具，但工具酶只有2种。

例1 .限制酶Mun I和限制酶EcoR I的识别序列及切割位点分别是一 C J AATTG —和一G J

AATTC ―。如图表示四种质粒和目的基因，其中，箭头所指部位为限制酶的识别位点，质粒的阴影部分表示标记基因。适于作为图示目的基因载体的质粒是( )

目的基因

A CTTAAG CTTAAG

GAATTC GAATTC

含目的基因的DNA片段

EmRI^—EcoRl

B C

限制酶的应用特点

(1)在获取目的基因和切割载体时通常用同种限制酶，以获得相同的黏性末端。但是如果用两种

不同限制酶切割后形成的黏性末端相同时，在DNA连接酶的作用下目的基因与载体也可以连接起

来。

(2)为了防止载体或目的基因的黏性末端自己连

接，可用不同的限制酶分别处理目的基因和载体, 使

目的基因两侧及载体上具有两个不同的黏性末端

作用底物作用部位形成产物

黏性末端或平末端

限制性内切酶DNA分子磷酸二酯键

DNA连接酶DNA片段磷酸二酯键重组DNA分子

DNA聚合酶脱氧核苷酸磷酸二酯键子代DNA

DNA解旋酶DNA分子碱基对间的氢键脱氧核苷酸单链

RNA聚合酶核糖核苷酸磷酸二酯键核糖核苷酸单链